参数计算好了--四辊可逆冷轧机卷取机直流调速系统设计

目录

第一章设计概述2

1.1 设计目的2

1.2 设计内容2

1.3 课题设计要求2

1.4 背景知识介绍3

第二章调速方案选择4

2.1 直流调速的一般原理4

2.2 开环直流调速系统5

2.3 转速负反馈直流调速系统6

2.4 带电流截止负反馈的直流调速系统8

2.5 双闭环直流调速系统9

第三章双闭环调速系统结构以及各功能模块概述14

3.1双闭环调速系统结构概述14

3.2速度调节器16

3.3电流调节器17

3.4锯齿波同步移相触发电路18

3.5电流反馈与过流保护19

3.6转速变换20

3.7零速封锁器21

3.8转矩极性鉴别(DPT)23

3.9零电平检测(DPZ)23

3.10逻辑控制(DLC)24

第四章双闭环调速系统设计及参数计算26

4.1设计准备26

4.1.1 晶闸管选型26

4.1.2电抗器设计27

4.1.3变压器容量计算28

4.1.4快速熔断器选择28

4.2电流调节器的设计29

4.3转速调节器的设计30

4.4系统设计小结33

第五章小结34

参考文献35

附录：运控实验35

6.1系统实验调试概述36

6.2触发器的整定37

6.3系统的开环运行及特性测试37

6.4系统单元调试39

第一章设计概述

1.1设计目的

运动控制系统是自动化专业的主干专业课，具有很强的系统性、实践性和工程背景，运动控制系统课程设计的目的在于培养学生综合运用运动控制系统的知识和理论分析和解决运动控制系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法，提高学生调查研究，查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。

1.2设计内容

（1）根据工艺要求，论证、分析、设计主电路和控制电路方案，绘出该系统的原理图。（2）设计组成该系统的各单元，分析说明。（3）选择主电路的主要设备，计算其参数（含整流变压器的容量S，电抗器的电感量L，晶闸管的电流、电压定额，快熔的容量等），并说明保护元件的作用（必须有电流和电压保护）。（4）设计电流环和转速环（或张力环），确定ASR和ACR（或张力调节器ZL）的结构，并计算其参数。（5）结合实验，论述该系统设计的正确性。

1.3课题设计要求

（一）生产工艺和机械性能

四辊冷轧机是供冷轧紫铜及其合金成卷带材之用。为提高生产效率，要求往返均要轧制，其轧机工艺参数如下：

工作辊的最大和最小直径：156/136cm

支持辊的最大和最小直径：500/470cm

辊身长：400cm

轧制时扎件对轧辊的最大压力：60吨

压下时扎件对轧辊的最大压力：120吨

基速：7m/s

带材宽度：0.5~10m/s

轧制成品：8道次以上

带卷内径（卷筒直径）：500mm

带卷外径：680~1100mm

带卷最大重量：2000Kg

带卷最大张力：2000Kg 卷取机传动比：i=1.87

轧机原理简图：

辊机原理简图

（二）设计要求：

两台卷取机控制原理完全一样，仅设计其中一台；

稳态无静差，电流超调量i σ≤5%；空载启动至额定转速时转速超调量n σ%≤10%，能实现快速制动。 （三）直流电动机参数

Pn=120Kw,Un=230V,In=780A,Nn=1400r/min,Ra=0.05Ω

电枢回程总电阻R=0.12Ω,电流过载位数λ=2.25，GD 2=87.5N.m 2

1.4背景知识介绍

冷轧机，是在“再结晶”温度（包括常温）下将一定厚度的板材轧成目标厚度的设备。传统的冷轧机都是用力矩电机和直流电机来控制的。冷轧机的设备一般由3部分组成，即开卷机、主机、卷取机（可逆轧机不分开卷和卷取）冷轧机主要用途：冷轧机用于轧制普碳、优特中炭钢、铝、铜、锌等金属带材。应用领域：冷轧机主要应用在钢铁行业、冶金行业等。随着电力电子技术、控制技术的发展，高性能矢量变频器的出现，变频器在冷轧机上的应用日益广泛。

四辊压延机是轮胎生产的大型关键设备之一。主要用于对帘布的连续贴胶或用于对帘帆布的不连续擦胶。由于作为轮胎胎体骨架材料的帘布质量对轮胎的内在质量、安全性起着至关重要的作用，而且控制帘布质量也是降低生产消耗的

重要手段，因此，生产过程中四辊压延机的稳定性和可靠性直接关系到整个轮胎生产企业的正常生产和经济效益，历来备受轮胎生产厂家、橡胶机械制造企业的关注。

我国自行研制生产的第一台S 型四辊压延机是大连橡胶塑料机械厂在1971年末研制出的XY-4S1800型四辊压延机组。它分为主机和辅机两部分。其中辅机由导开装置，接头硫化机，小牵引机，前、后储布装置，前四辊和后四辊牵引机，十二辊干燥机，冷却机，自动切割机，卷取装置和相应的定中心装置，张力传送架，同位素穿透式测厚装置组成。

第二章调速方案选择

在进行调速方案选择之前，先来简要介绍一下直流调速的一般原理。

2.1 直流调速的一般原理

理想化直流电动机，直流电动机转速方程可表示为：

φ

e K IR

U n -=

式中n——转速（r/min ）； U——电枢电压（V ）； I——电枢电流（A ）； R——电枢回路总电阻（Ω）；

φ——励磁磁通（Wb ）；

e K ——由电机结构决定的电动势常数；